基于低压电气控制设备安装与调试课程工学一体化教学改革探究

摘 要：工学一体化已成为我国职业教育改革的关键所在，是职业教育朝着高质量发展目标迈进的必由之路。本文以低压电气控制设备安装与调试一体化课程为重要抓手，将水箱水位控制系统设计与装调任务作为工学一体化课程改革典型案例进行深入剖析，完成了课程学习任务的分析、教学活动的设计等工作，为全面推进我校电工电子类专业工学一体化校本转化做好服务支撑。

关键词：工学一体化 职业教育 电气控制

当前，我国经济发展进入了新时代，出现了产业结构调整、经济增速放缓等情况，我国的制造产业开始朝着数字化、智能化发展目标迈进。以培养综合职业能力为目标，以学生为中心，采取职业与教育、工作与教学、企业与学校的深度融合方式，实现职业岗位与教学专业、职业资格与课程内容、产研需求与平台建设相匹配的人才培养模式呼之欲出。

1 研究背景

随着国民经济和科学技术的发展，我国产业结构进入了新的发展阶段，为体现市场需求、就业导向，促进国家经济高质量发展，人力资源和社会保障部主动创新人才培养模式，提出了职业教育工学一体改革。工学一体化是人力资源和社会保障部在全国职业院校推行的培养模式，工学一体化倡导的是“从企业中来，到企业中去”，在教学过程中以典型工作任务为载体，以工作过程为导向、以校企合作为基础、以综合职业能力培养为核心，以学生为中心，根据典型工作任务和实施过程设计课程体系和内容，按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动，实现能力培养与工作岗位对接合一、见习实训与顶岗工作学做合一、理论教学与实践教学融通合一。

通过实施工学一体化，借助于校企之间深度合作，职业院校低压电气控制设备安装与调试课程可有效培养出更多的高技能人才，为企业创造更大的经济效益，提升企业的研创能力，进而推进国家经济发展方式的转变。同时，在教学过程中运用工学一体化的教学模式，作为以技能应用为基本导向的职业院校电气专业的低压电气控制设备安装与调试课程，通过采用工学一体化培养模式，学生的专业能力、沟通能力以及创新能力将得到大大提高，有利于激发引导学生积极主动探索，从而获取所缺知识，为快速适应企业实际工作岗位做好充分准备，满足企业岗位的实际需求。

2 电气专业实施工学一体化面临的现实困境

2.1 “学生为主体，教师为主导”的教学理念尚未应用于实际

基于工学一体化教学模式为导向的运用实施关键在于职业教学，在教学过程中，教师只是起到引导作用，其始终要以学生为中心。由于部分教师缺乏一定的企业工作经验，所以他们对工学一体化课程教学改革的相关理念理解不够深入，不清楚在实际教学中如何推进，难以发现哪些知识与实际工作过程有直接的逻辑关系。在人社部相关政策引导下，工学一体化教学改革逐步推进，在电气实际教学中，教师们知道推行工学一体的重要性，但在实际教学中，仍存在一些“穿新鞋，走老路”的现象发生，操作方法仍停留在传统教法认知中，部分教师没有完成由“教学”到“导学”的角色转变。

2.2 职业教育与工作实践结合力度不够

目前，不少职业院校电气专业在大力推行或试点一体化教学改革时，出现了理论与实际出现脱节、学生到企业实习联系途径单一、实训工作组织考核不到位等多重情况，很多企业缺乏与职业院校电气专业合作的热情。即使有企业参与工学一体改革，但是他们参与的深度还远远不够，专业技能训练与职业能力培养还没有形成良好对接、学习过程与工作过程没有完全融合。所以，要想全面实现职业院校电气专业职业教育与企业生产实践的融合，还需要做出很多的努力。

3 职业院校电气专业实施工学一体化改革对策——以低压电气控制设备安装与调试教学课程为例

低压电气控制设备安装与调试教学课程来自电气自动化设备安装与维修专业，依据工学一体化课程标准和设置方案，该课程以实际工作任务为载体，以校本转化为目标，将工作过程与学习过程融为一体，从而提升学生的专业应用能力。电气线路安装教学单元来源于《电气自动化设备安装与维修专业工学一体化课程标准》“低压电气控制设备安装与调试”课程中的水箱水位控制系统设计与装调任务。其主要采用PLC控制方式，通过液位传感器采集信号实现对三相异步电动机的正反转控制，最终使水箱液位保持在合理范围内。授课时间6个学时。

某公司接到任务，要求用PLC控制系统来实现水箱水位控制系统的改造。该公司开出任务单，委派电气技术人员进行改造，按客户要求尽快完成水箱水位控制系统的设计、安装及调试，并交付验收。任务要求，根据原电气控制系统工作原理，分析列举采用PLC控制的技术难点及控制可行性，制作一份改造技术难点分解及控制可行性分析表，绘制水箱水位控制电气原理图、PLC控制系统图和I/O地址分配表，能够在编程软件上按照既定的控制流程核对、编制该系统PLC控制程序并通电试车，观察PLC及负载运行状态，检测验收。

3.1 教学活动的设计

3.1.1 学情分析

此教学单元实施对象为22电气自动化设备安装与维修（初中）（高级）3班，该班共30名学生（26名男生，4名女生），年龄：17-18 岁。在专业能力方面，学生具备对于简单PLC控制电路控制功能的分析和施工能力，但系统的故障排查经验欠缺。在社会能力方面，该班学生较活泼，精力较旺盛，能够团结协作，在充分的动员和带动下愿意动手实践，能客观地自评、互评，但部分学生沟通交流能力有待提升。在方法能力方面，具备一定的自主学习能力、资料查阅能力、分析问题能力，但部分学生反思归纳能力、逻辑思维能力还需要继续提高。在能力素养方面，能按照6S规定整理工位，有一定的执行力，但持续工作能力和刻苦钻研的精神有待提高。

3.1.2 学习目标的设定

学习目标根据时间划分为课前目标、课中目标以及课后目标。课前，能够通过观看教师上传到UMU互动学习平台的“水箱水位控制系统”小视频，了解此次教学工作的主要任务目标，让学生树立技能成才技能报国志向。课中，确定水箱水位控制系统电气线路安装重点和难点，完成元器件布局图及线路图的绘制以及元器件、线路的安装，能按照6S管理标准完成现场的整顿清理，小组归纳总结学习收获，反思存在的问题，领悟崇尚卓越的重要性。课后，能依据水箱水位控制系统的安装过程步骤，提炼PLC控制电机正反转方法原理，实现对自动升旗控制系统的电气线路安装的知识拓展，提高解决实际问题能力。

3.1.3 学习内容

此次教学单元学习内容主要有，水箱水位控制系统的过程控制流程、水箱水位控制系统布局图、线路图的绘制方法，水箱水位控制系统电路图中塑料走线槽和导轨的规格选用，PLC及液位传感器的布线工艺方法，元器件的安装方法，安装线路的检测方法，工作现场的6S管理方法以及自动升旗控制系统的电气线路的安装方法等。

3.1.4 教学重难点分析

由于电气线路的安装是此次教学单元的核心内容，接线的正确与否将决定此次教学任务是否达到预期效果，后期中级工考核也将重点考核此部分内容，所以确定电气线路的连接作为此次教学任务的重点。主要解决措施是深入学习水箱水位控制系统原理图理解控制工作原理，依据教师示范步骤，掌握元器件及线路安装的要点，最后通过小组讨论完成正确安装。

由于课程中的液位传感器的安装工艺需要一定时间的积累和训练才能掌握，所以确定液位传感器安装作为此次教学任务的难点。主要解决策略是，教师加强示范指导，学生查阅液位传感器使用手册，测量元器件之间的距离，从液位传感器布局开始，按照手册上规定的距离范围要求的同时保证液位传感器的安装工艺，强化训练操作，在实践中不断总结经验。

3.1.5 教学资源准备

教学资源由硬件资源、软件资源和教学资源组成，硬件资源包括一体化工作站、三菱FX-3U、三相异步电动机、多媒体系统、手机、电脑等，软件资源包括微信、学习通、钉钉、GX Works 3等，教学资源包括课件、微课视频、施工规范、工作页等。

3.2 典型工作任务的实施

在课前预学阶段，学生观看水箱控制系统工作流程，提前学习新授知识，了解过程控制原理。学生观看教师上传到UMU互动学习平台的《身边优秀技术能手》视频典型案例，树立技能成才、技能报国志向，增强工匠精神和质量意识。

在教学组织阶段，通过采用案例分析法、视频观摩法，学生复习回顾上次课程所学知识、观看《电力安全生产教育片》、回答教师提出的关于“水箱水位控制系统”工作原理问题，完成安全工作日志以及工作页的填写，进而实现安全教育、水箱水位控制系统工作原理的学习。

在工作准备阶段，教师指导学生以小组为单位领取PLC、液位传感器、接触器、端子排等元器件材料，学生按照教师示范的检测方法检查接触器、电机、PLC、继电器功能是否完好，为后续教学活动做好准备。

在绘制布局图及接线图阶段，采用头脑风暴法、讲授法，学生以小组为单位参照三菱PLC、液位传感器、接触器、继电器的使用手册，完成元器件的安装。教师指导学生以小组为单位参照液位控制原理图和线路安装工艺规范，完成元器件的线路安装，并贴上醒目的文字符号。

在初步检测阶段，通过采取模拟仿真法和案例分析法，学生以小组为单位根据元器件接线图、布局图对已经完成的元器件线路安装任务进行自检，实现一体化工作站的6S标准化管理，提升学生职业素养。

在展示评价阶段，通过采用成果展示法和指导反馈法，各小组编制工作小结、组织汇报，教师点评指导，提出整改建议，学生完善落实，并提交线上问卷任务。

在教学实施的最后阶段，学习拓展必不可少，通过完成自动升旗控制系统的设计、安装、调试任务，学生实现知识迁移，巩固提高。

3.3 教学评价

通过采取评价多元化、评价全程化以及评价信息化的方法，从职业素养、技能考核和学习成果三个方面进行评价，进而达成学习目标，解决实际工作问题，提升学生综合职业能力。本次课程评价方式依据于学习目标设计，重点突出学生的职业素养与业务能力，依据于教学前准备阶段、教学中实操阶段与教学后知识拓展阶段，以学生自评、小组内成员互评以及教师评价相结合方式进行。通过采用过程性评价与成果性评价相结合的方式，全面客观地检验最终教学效果，提升学生的理论知识、实践技能以及能力素养。

4 结语

新时代下，有序推行工学一体化改革已是职业教育朝着高质量发展目标迈进的必由之路。通过本次低压电气控制设备安装与调试课程的工学一体化教学和实践，学生的学习热情和探索创新能力受到了激发，使理论知识与实操技能有机结合，达到了预期教学效果。职业院校低压电气控制设备安装与调试课程应坚持以服务学生发展为原则、以培养学生综合职业能力和职业素养为目标，全方位探索工学一体化课程体系、师资队伍以及教学科研建设，注重学生探索能力培养、合理设计评价机制，大力推进校企合作机制，积极探索技能大赛成果转换，构建理论与实践相结合的新的发展通道。

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